Pterín

Pterin es un compuesto heterocíclico compuesto por un sistema de anillos de pteridina, con un "grupo de tomate" (un lactam) y un grupo amino en posiciones 4 y 2 respectivamente. Está estructuralmente relacionado con el heterociclo bicíclico padre llamado pteridina. Pterins, como grupo, son compuestos relacionados con el pterin con sustitutos adicionales. La propia pterina no tiene importancia biológica.

Las pterinas se descubrieron por primera vez en los pigmentos de las alas de las mariposas (de ahí el origen de su nombre, del griego pteron (πτερόν), ala) y desempeñan muchas funciones en la coloración en el mundo biológico.

Química

Las pterinas exhiben una amplia gama de tautomerismo en el agua, más allá de lo que se supone simplemente por tautomerismo cetoenol. Para la pterina no sustituida, comúnmente se citan al menos cinco tautómeros. Para la 6-metilpterina, se predice teóricamente que siete tautómeros serán importantes en solución.

El sistema de anillos de pteridina contiene cuatro átomos de nitrógeno, lo que reduce su aromaticidad hasta el punto de que puede ser atacado por nucleófilos. Las pterinas pueden adoptar tres estados de oxidación en el sistema de anillos: la forma oxidada sin prefijo, la forma semireducida 7,8-dihidro (entre otros tautómeros menos estables) y, finalmente, la forma 5,6,7,8-tetrahidro totalmente reducida. forma. Los dos últimos son más comunes en los sistemas biológicos.

Biosíntesis

Los anillos de pterina se recuperan de otros existentes o se producen de novo en organismos vivos. El anillo proviene de la reordenación de la guanosina en bacterias y humanos.

Cofactores de pterina

Los derivados de pterina son cofactores comunes en todos los ámbitos de la vida.

Folatos

Una familia importante de derivados de pterina son los folatos. Los folatos son pterinas que contienen ácido p-aminobenzoico conectado al grupo metilo en la posición 6 del sistema de anillos de pteridina (conocido como ácido pteroico) conjugado con uno o más L-glutamatos. Participan en numerosas reacciones de transferencia de grupos biológicos. Las reacciones biosintéticas dependientes de folato incluyen la transferencia de grupos metilo del 5-metiltetrahidrofolato a la homocisteína para formar L-metionina, y la transferencia de grupos formilo del 10-formiltetrahidrofolato a la L-metionina para formar N-formilmetionina en los ARNt iniciadores. Los folatos también son esenciales para la biosíntesis de purinas y una pirimidina.

Las pteridinas sustituidas son intermediarios en la biosíntesis del ácido dihidrofólico en muchos microorganismos. La enzima dihidropteroato sintetasa convierte la pteridina y el ácido 4-aminobenzoico en ácido dihidrofólico en presencia de glutamato. La enzima dihidropteroato sintetasa es inhibida por los antibióticos de sulfonamida.

Molibdopterina

La molibdopterina es un cofactor que se encuentra en prácticamente todas las proteínas que contienen molibdeno y tungsteno. Se une al molibdeno para producir cofactores redox involucrados en hidroxilaciones biológicas, reducción de nitratos y oxidación respiratoria.

La biosíntesis de molibdopterina no utiliza la vía convencional GTPCH-1. Ocurre en cuatro pasos:

1. la ciclización radical mediada de nucleótido, guanosina 5′-trifosfato (GTP), a (8)S)‐3′,8-ciclo‐7,8-dihidroguanosina 5′-trifosfato (3′,8‐cH2GTP),
2. la formación de monofosfato de piranopterina cíclica (cPMP) del 3′,8‐cH₂GTP,
3. la conversión de cPMP en molibdopterin (MPT),
4. la inserción de molibdato en MPT para formar Moco (cofactor de molibdeno).

Tetrahidrobiopterina

La tetrahidrobiopterina, la principal pterina no conjugada en los vertebrados, participa en tres familias de enzimas que efectúan la hidroxilación. Las hidroxilasas de aminoácidos aromáticos incluyen fenilalanina hidroxilasa, tirosina hidroxilasa y triptófano hidroxilasas. Están implicados en la síntesis de los neurotransmisores catecolamina y serotonina. La tetrahidrobiopterina también es necesaria para el funcionamiento de la alquilglicerol monooxigenasa, mediante la cual los monoalquilgliceroles se descomponen en glicerol y un aldehído. En la síntesis de óxido nítrico, la óxido nítrico sintasa dependiente de pterina convierte la arginina en su derivado N-hidroxi, que a su vez libera óxido nítrico.

Otras pterinas

La tetrahidrometanopterina es un cofactor en la metanogénesis, que es un metabolismo adoptado por muchos organismos, como una forma de respiración anaeróbica. Lleva el sustrato C1 durante la formación o producción de metano. Es estructuralmente similar al folato.

Pigmentos de pterina

La cianopterina es una versión glicosilada de la pteridina de función desconocida en las cianobacterias.